Patenttiyhteenveto forUS11430597B2: Induktorin magneettisydän ja kela käyttävät samaa
Tämä yhdysvaltalainen patentti on yhdysvaltalainen vastine aiemmin tiivistetylle kiinalaiselle patentille CN110770860B, joka kuvaa samaa hybridi--materiaalireaktorisydämen rakennetta.
I. Tiivistelmä ja tekninen ala
Keksintö tarjoaa kelan magneettisydämen ja induktorin sellaisten ongelmien ratkaisemiseksi, kuten riittämätön tilankäyttö, suuri ikeen koko ja aikaisen kyllästymisen riski tavanomaisissa metallijauhesydämiskeloissa.
Avainrakenne: Eri materiaaleista koostuva magneettisydän suorituskyvyn ja koon optimoimiseksi:
Keskimmäinen sarake: Sillä on korkeampi kyllästysmagneettivuon tiheys (B1) kuin ikeillä.
Ylä- ja alaosa: Niillä on pienempi kyllästymistiheys (B2) kuin keskipylväällä.
Korkeat magneettisesti{0}}läpäisevät sivupylväät: Vähintään kahta sivupylvästä käytetään täydentämään magneettipiiri.
Hyöty: Suunnittelu parantaa ikeen hyödyntämistä, saavuttaa kompaktimman rakenteen ja yksinkertaistaa tuotantoa.
II. Kuvaus ja kokoonpano
A. Tausta
Perinteiset metallijauhesydämiset, joita käytetään korkeataajuisissa{0}}sovelluksissa, kuten aurinkosähköinverttereissä ja sähköajoneuvoissa, käyttävät joko rengaskelarakennetta (massatuotannossa vaikeaa) tai pinoavat metallijauheytimet neliön muotoisiksi (E-ydintyyli). Jälkimmäinen kärsii huonosta tilankäytöstä ja sillä on riski, että ikeen materiaali kyllästyy ennenaikaisesti.
B. Ratkaisu ja kokoonpano
Keksintö käyttää materiaalin ja rakenteen hybridisuunnittelua:
Ydinkomponentit:
Keskimmäinen sarake (1): Korkean kyllästymistiheyden omaava materiaali, esim. metallijauheydin (kuten Sendust tai FeSiAl). Tähän kela (5) kierretään. Valinnainen ilmarako voidaan järjestää keskipilariin.
Yläosa (2) ja alaosa (3): Matala saturaatiovuon tiheysmateriaali, esim. ferriitti.
Korkeat magneettisesti{0}}läpäisevät sivupylväät (4): Vähintään kaksi sivupylvästä on järjestetty väliin ikeiden väliin yhdistäen niiden ulkoreunat. Nämä pylväät auttavat hajottamaan magneettivuon luomalla useita polkuja, ja ne on valmistettu materiaalista, jonka magneettinen permeabiliteetti on vähintään 200, kuten ferriitistä tai amorfisesta materiaalista.
Rakenteellinen integrointi kylläisyyden estämiseksi:
Keskipylvään (1) kaksi päätä työnnetään (tai tunkeutuvat) ylempään ikeeseen (2) ja alempaan ikeeseen (3).
Tärkeä lisäyssyvyyden ehto (vaatimus 1): Työntämissyvyyden (d) ja ikeen paksuuden (D), Dd, suhteen on oltava suurempi tai yhtä suuri kuin B1-B1-B2, jotta estetään alemman kyllästymisen omaavan ferriittivanteen materiaalin kyllästyminen ennenaikaisesti.
Induktorikokoonpano:
Induktori sisältää kelan (5), joka on kierretty keskipilariin (1).
Kelan ylä- ja alapäässä voi olla eristäviä päätyrenkaita kelan eristämiseksi ydinelementeistä.
Koko sydänkokoonpano voidaan sulkea koteloon, joka on täytetty liimalla integrointia varten.
C. Edut
Parannettu ikeen käyttö: Korkean-kyllästysytimen (keskimmäinen sarake) käyttö ja sen asettamisen syvyys alempaan-kyllästymiseen estävät ikeitä kyllästymästä aikaisin, mikä hyödyntää tehokkaasti ydintilan.
Kompakti rakenne: Vähintään kaksi korkean{0}}läpäisevyyden sivupylvästä jakavat magneettivuon, mikä mahdollistaa ikeen paksuuden pienentämisen, jolloin laite on kompaktimpi.
Yksinkertaistettu tuotanto: Strukturoitu muotoilu helpottaa valmistusta verrattuna muihin hybridi- tai rengasmalleihin.
III. Tärkeimmät väitteet
10. Patenttivaatimuksen 1 (itsenäinen vaatimus): Induktorin magneettisydän, joka käsittää ylemmän ikeen, alemman ikeen, keskipylvään ja vähintään kaksi magneettisesti{1}}läpäisevää sivupylvästä, tunnettu siitä, että:
Keskipylväs on sijoitettu ikeen keskiosien väliin.
Keskipylvään päälle on kierretty kela, ja keskipylvään kyllästysmagneettivuon tiheys (B1) on suurempi kuin kunkin ikeen kyllästysmagneettivuon tiheys (B2).
Sivupilarit on sijoitettu ikeiden väliin yhdistäen niiden ulkoreunat.
Tärkeää: Keskipylvään kaksi päätä työnnetään ikeisiin, ja lisäyssyvyyssuhde Dd on suurempi tai yhtä suuri kuin B1-B1-B2 (missä d on lisäyssyvyys ja D on ikeen paksuus).
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen ydin, jossa keskipylvään kaksi päätä tunkeutuvat ylemmän ikeen ja alemman ikeen läpi.
4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen ydin, jossa kunkin sivupylvään magneettinen permeabiliteetti ei ole pienempi kuin 200.
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen ydin, jossa keskipylvään materiaali on metallijauheydintä ja ikeen materiaalit ovat ferriittiä.
13. Patenttivaatimuksen 12: Induktori, joka käyttää minkä tahansa edeltävän patenttivaatimuksen mukaista induktorin magneettista sydäntä, ja jonka kela on kierretty keskipylvääseen.
